ti-zrmg脱氧对低碳低合金钢组织和性能的影响

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1、万方数据分类号UDC密级学位论文Ti—Zr／Mg脱氧对低碳低合金钢组织和性能的影响作者姓名：指导教师：申请学位级别：学科专业名称：论文提交日期：学位授予日期：评阅人：张淑子战东平副教授东北大学材料与冶金学院钢铁冶金研究所硕士学科类别：工学钢铁冶金2014年6月论文答辩日期：2014年6月2014年7月答辩委员会主席：朱苗勇李阳副教授王连海高级工程师东北大学2014年6月万方数据ADissertationinFerrousMetallurgyEffectofTi—-Zr／MgDeoxidizationontheMicrostructureandMechanic

2、alPropertiesofLowCarbonandLowAlloySteelByZhangShuziSupervisor：AssociateProfessorZhanDongpingNortheasternUniversityJune2014万方数据独创性声明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：孤旆叉8日期：羽z华，p6．

3、圬学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：半年口一年口一年半口学位论文作者签名：弛；{&孑?两年曰导师签名：岁戋辜覃签字日期：≥沙f华、。石。汐签字目期：沙，够，6&冶万方数据东北大学硕士学位论文摘要Ti—Zr／Mg脱氧对低碳低合金钢组织和性能的影响摘要随着化工、建筑、造船等制造业的迅速发展，工程结构越来越

4、朝着大型化、轻量化方向的发展，同时对钢板的焊接提出了越来越高的要求，需要具有高强度、高韧性的同时保证能够进行大线能量焊接。大线能量焊接条件下，钢板的焊接热影响区(HAZ)易出现晶粒粗化、韧性下降、产生焊接裂纹等问题，HAZ的韧性成为制约钢板大线能量焊接的关键因素。氧化物冶金技术利用钢中细小夹杂物的钉扎晶界和促进晶内针状铁素体形核的作用，细化晶粒，改善焊接热影响区的组织，是目前有效提高钢板焊接热影响区韧性的关键技术。本文针对Ti．Zr／Mg脱氧钢中夹杂物的种类和生成条件进行了热力学计算研究。为了研究Ti．Zr／Mg脱氧对夹杂物及焊接热影响区的影响，实验采用金相

5、显微镜以及ImageProPlus6．0软件统计夹杂物的数目以及尺寸，采用扫描电镜和能谱仪分析夹杂物的形貌以及组分；在实验室开展热模拟实验，探讨加热峰值温度和高温停留时间对组织的影响；采用Gleeble3800热模拟试验机进行焊接热模拟实验，研究Ti．zr脱氧对HAZ韧性的影响；采用共聚焦激光扫描显微镜进行焊接模拟实验，在线观察试样组织变化并统计奥氏体晶粒尺寸。通过上述研究，得到的主要结论如下：(1)热力学计算结果表明，Ti—Zr脱氧钢在炼钢和凝固前沿Ti203、Ti305、Ti02均容易生成，控制氧质量分数在较高水平时可以生成TiO；采用Mg处理可以使钢水

6、中的A1203和MgO结合，生成MgO·A1203，达到夹杂物变性的目的。(2)夹杂物分析的结果表明，Ti．Zr／Mg脱氧可以使夹杂物平均直径变小、面积百分数减小、总数量减小；Ti．Zr脱氧钢中夹杂物多为外部包裹MnS，内部为A1203．Si02．CaO—TiOPZr02等的复合夹杂物。Mg脱氧钢中夹杂物主要为MgO·A1203夹杂、MnS夹杂以及外层包裹MnS的MgO·A1203夹杂。(3)力学性能实验结果表明，Ti．Zr脱氧可以提高钢材的耐冲击性能，Mg脱氧可以提高钢材的拉伸断后延伸率；常温组织观察结果表明，Ti．Zr脱氧可以细化组织，Mg脱氧可以非常显

7、著地细化铁素体晶粒，说明Ti—Zr／Mg脱氧可以提万方数据东北大学硕士学位论文摘要高钢材的韧性。(4)热模拟实验结果表明，Ti．Zr脱氧钢热模拟后组织为铁素体和贝氏体，综合力学性能良好，随着峰值温度升高和保温时问延长，晶粒长大速度慢；Mg脱氧钢热模拟后组织为铁素体，随着峰值温度和保温时间延长，铁素体晶粒长大速度慢。表明Ti—Zr／Mg脱氧可以向钢中引入大量细小弥散的夹杂物，分布在晶界周围的夹杂物会钉扎晶界，阻碍晶粒长大，细化组织，提高钢材的力学性能。(5)焊接热模拟实验结果表明，经过线能量为100kJ／cm的大线能量焊接后，Ti—Zr脱氧钢HAZ低温冲击功比

8、无Ti．Zr脱氧钢的大82．38％，表明Ti．Zr脱